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干貨!全面了解流體輸送設備與空氣處理設備

我們常遇到的流體輸送設備是水泵與風機,在暖通空調工程中,它們將熱能的載體(水或空氣)輸送到有需求的地方,同時也消耗了輸送能耗。

(1) 水泵

暖通空調工程中使用的水泵一般式清水泵或熱水泵,其輸送液體為不含有體積超過0.1%和粒度大于0.2mm的固體雜質,清水泵輸送液體溫度為0~80℃,熱水泵可以輸送130℃以下的液體。比較特殊一點的是蒸汽鍋爐給水泵,由于其要求小流量、大揚程,一般采取多級泵。

水泵的主要參數是流量、揚程和電機功率,高層建筑空調水系統為閉式循環,水泵承受的系統靜壓力遠高于水泵自身的揚程,應注意核對,一般而言在最高工作壓力不大于1.6MPa時可不必特殊訂貨。


圖5.3 水泵接管的圖面示意

圖5.3為水泵接管的圖面示意,圖中表示的為立式離心泵,進水管設有閘閥、變徑管、軟接頭,出水管設有軟接頭、變徑管、止回閥和球閥。進出水管上設置的壓力表是為了在運行中了解水泵的實際運行參數。我們可以注意到,在設備的進出口接管段設有軟接頭,設備與基礎的連接設有隔振器,這些是為了避免水泵運行的振動通過基礎和管道傳遞出去。

(2) 風機

v暖通空調工程中常用的風機按其葉輪的作用原理可以分為離心式風機、軸流式風機和斜流式風機。離心式風機具有流量范圍廣、風壓高的特點,軸流風機則具有風壓低、流量大的特點,斜流式風機介于前兩者之間。

根據風機輸送介質的特點,風機有防爆風機、防腐風機、鍋爐引風機,民用建筑中還有消防排煙風機。


圖5.4 風機的圖面示意

圖5.4為風機的圖面示意,本例中風機為柜式離心風機,風機以其外形輪廓線表示,進風口和出風口設有風管軟接頭,可以在風機運轉時隔離風機振動的影響。風機的參數需要從設備表中提取。

知識拓展:水泵與風機的并聯運行

水泵與風機的并聯運行是我們常遇到的情形,在一個暖通空調系統中,管道是固定的,如果有兩臺或多臺輸送設備并聯運行,系統流量會增加,但不會與臺數成倍數關系。這是因為固定的管路系統在流量增加后,阻力也隨之增加,根據相關理論,阻力與流量的平方成正比,所以體現在系統的流量上就并不是與設備臺數成倍數關系了。如果在正常運行工況下兩臺設備并聯的流量為正常流量,那么單臺設備運行時,其流量要大于正常流量的一半,這也導致了電機輸出功率增加而有可能燒壞電機。

(3) 熱交換設備

熱交換設備是暖通空調工程中常用的設備,用于將不同溫度的熱媒之間進行熱能的轉換,如用高溫熱水或蒸汽加熱低溫水。對熱交換設備的要求是傳熱效率高,體積小,結構簡單和節省金屬耗量,維修保養方便,阻力小等。

熱交換器根據熱媒的種類可分為汽-水換熱器、水-水換熱器;根據熱交換方式可分為表面式熱交換器和直接式熱交換器;根據換熱器的體積可以將其分為容積式換熱器、半容積式換熱器和即熱式換熱器。

表面式熱交換器是加熱熱媒與被加熱熱媒不直接接觸,通過金屬表面間接進行熱交換,直接式熱交換器是兩種熱媒直接混合達到熱能轉換的目的。

容積式換熱器在工程中常遇到的是殼管式換熱器,其結構簡單,造價低,制作方便,運行可靠,維修方便。浮動盤管式熱交換器屬于半容積式換熱器傳熱效率比較高,結構緊湊,占地面積小,運輸、安裝都十分方便。板式換熱器屬于即熱式換熱器,其特點是結構緊湊、體積小,拆洗方便,承壓能力高,另外,板式換熱器還有一個突出的特點是能夠在小溫差下傳熱,因而也廣泛用于空調冷水系統豎向分區時的換熱設備。

(4) 空氣處理設備

空氣處理設備用于對房間空調送風進行冷卻、加熱、減濕、加濕以及空氣凈化等處理,通常使用的有風機盤管、柜式空調器和組合式空調機組等,在暖通空調工程中常被稱為空調末端設備。

風機盤管是空調工程中廣泛應用的空氣處理設備,由風機、換熱盤管、機殼、凝結水盤等組成。風機盤管根據安裝形式分為臥式暗裝、臥式明裝、立式暗裝、立式明裝等幾種基本形式,根據送風壓力可分為普通型和高靜壓型。風機盤管的主要設備參數是風量、風壓、表冷器排數、運行噪聲、電機功率等,產品樣本所標注的冷量和熱量是在指定工況下的情形,具體運用中應考慮實際工況的修正。

柜式空調器的構造和原理基本與風機盤管相同。柜式空調器處理空氣的能力和機外余壓都比風機盤管要大,可以接風管進行區域性空調。柜式空調器按結構形式可分為臥式和立式兩類,按處理工況可分為空調機組和新風機組,空調機組的設計進風工況為室內回風工況,新風機組的設計進風工況為室外新風工況。

組合式空調機組是由各種不同的功能段組合而成的空氣處理設備。組合式空調機組的基本功能段有:混合段,表冷段,加熱段,噴淋段,過濾段,加濕段,新風、排風段,送風段,二次回風段,中間檢修段,送、回風機段,消聲段等。根據空調設計對空氣處理過程的需要,可選用其中某些功能段任意組合。


圖5.5 末端設備的接管示意

圖5.5為末端設備的接管示意圖,風機盤管與吊頂式風柜的水管接管均有三個接口,分別是供水管、回水管和凝結水管,考慮設備振動的因素,接口處均設置軟接頭。一般來說考慮排出設備內熱交換盤管的空氣氣的因素,回水管在上,供水管在下,凝結水管為自流排水,因此在設備底部接管。兩者也有不同之處,由于吊頂式風柜的處理風量大、風壓高,設備的尺寸要比風機盤管大,一般要利用梁內空間安裝,因此吊頂式風柜的回水管上需要設置自動放氣閥,而風機盤管除了在設備本體設置手動放氣閥外,一般可以在梁下安裝,利用回水管將盤管內空氣帶出。在凝結水的接管處理上,風機盤管的凝結水盤是露在外部的,因而直接接管即可,吊頂式風柜因為凝結水盤在設備內部,運行時設備內部存在負壓,凝結水管需要設置水封,以利于穩定地排出凝結水,在這個環節上吊頂式風柜與組合式空調機組是相同的。

知識拓展:組合式空調機組的小知識

組合式空調機組的外殼通常是采用雙層鋼板(彩鋼板)中間用聚氨脂發泡做作保溫層,也有的采用鋼板加保溫層的做法?;旌隙卧O有回風和新風接口,作為新風和回風在此混合之用。表冷段和加熱段都是采用表面式換熱器作為熱交換器,根據熱媒的情況實現冷卻、加熱功能,表冷段可以使用7℃的冷水或60℃的熱水作為熱媒;加熱段一般使用高溫熱水或蒸汽作為熱媒,兩種熱媒的換熱器結構有一定差別,選型時應標明以免誤用。表冷段和加熱段是分開設置還是合用一套應根據空氣處理過程的需要而定。加濕段用于對空氣進行加濕處理,一般在有蒸汽來源時采用蒸汽加濕,也有的采用電加熱水產生蒸汽用于加濕。過濾段是對空氣進行凈化處理,根據對潔凈度的要求和空氣的質量,可選用粗效過濾器或粗效加高效過濾器兩級過濾。中間檢修段用于設備檢修和運行維護,如熱交換器的維修、過濾器的清洗和濾料的更換等,應根據組合情況的需要設置。噴淋段的作用比較復雜,它根據水溫的變化可以實現冷卻或加熱、加濕或減濕等功能,相應的其運行管理也比較復雜,一般應用不多。

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